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作為導(dǎo)航測(cè)量系列的元器件之一，加速度計(jì)是測(cè)量運(yùn)載體加速度的器件。從本質(zhì)上說，加速度計(jì)其實(shí)是一個(gè)一自由度的振蕩系統(tǒng)，按檢測(cè)質(zhì)量的位移方式分類有線性加速度計(jì)和擺式加速度計(jì)。

加速度計(jì)在檢測(cè)質(zhì)量受支撐的約束只能沿一條軸線移動(dòng)，這個(gè)軸常稱為輸入軸或敏感軸。這也是為什么稱其為一自由度的振蕩系統(tǒng)。當(dāng)彈簧力與檢測(cè)質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力相平衡時(shí)，彈簧的變形反應(yīng)被測(cè)加速度的大小，電位器作為位移傳感元件把加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以供輸出。

加速度計(jì)不僅在汽車工業(yè)設(shè)備中，在我們?nèi)粘５?a href="http://www.brongaenegriffin.com/soft/data/39-96/" target="_blank">消費(fèi)電子中也有著極多的應(yīng)用。不同的應(yīng)用領(lǐng)域中對(duì)加速度計(jì)自身的性能要求肯定會(huì)稍有不同。但低功耗以及穩(wěn)定的高靈敏度是所有應(yīng)用向的加速度計(jì)都在追求的。

NXP 模擬加速度計(jì)

NXP的FXLN83xxQ模擬加速度計(jì)旨在支持面向工業(yè)、醫(yī)療和檢測(cè)應(yīng)用的模擬功能，擁有±2/±4/±8/±16 g動(dòng)態(tài)范圍可選擇，不同范圍下靈敏度分別為28.62/57.25/114.5/229.0 mV/g。

（圖源：NXP）

FXLN83xxQ是一個(gè)3軸、低功耗、低g模擬輸出加速度計(jì)系列，由加速度傳感器以及3x3x1mm QFN封裝中的CMOS信號(hào)調(diào)節(jié)和控制ASIC組成，模擬輸出在內(nèi)部針對(duì)零g偏移和靈敏度進(jìn)行補(bǔ)償。每個(gè)軸的輸出信號(hào)的帶寬可使用外部電容器獨(dú)立調(diào)整。高帶寬模式下，分別為2.7 kHz（XY軸），600 Hz（Z軸）；低帶寬模式下，分別為1.1 kHz，600 Hz。FXLN83xxQ系列的模擬加速度計(jì)其實(shí)功耗也控制得很低，還能將器件置于低電流關(guān)機(jī)模式來節(jié)省電源，正常工況下整個(gè)器件的功耗在180μA左右。

ADI ADXL100X系列

ADI的ADXL100X系列在工業(yè)應(yīng)用上能滿度范圍選項(xiàng)的拓展頻率范圍內(nèi)提供超低的噪聲密度，這也是其在檢測(cè)應(yīng)用上的一大特色。

（圖源：ADI）

作為具有模擬輸出的單平面軸加速度計(jì)，在±50g的范圍內(nèi)能夠保證 25 μg/Hz 的典型噪聲密度。在保證噪聲密度的同時(shí)，這個(gè)系列具有穩(wěn)定、可重復(fù)的靈敏度，并且可以承受高達(dá)10000g的外部沖擊。

不管從溫度、線性度還是交叉軸來看，作為工業(yè)應(yīng)用的ADXL100X都保證了足夠穩(wěn)定，全溫度范圍內(nèi)靈敏度穩(wěn)定性為5%，線性度為滿度范圍的±0.1%，在交叉軸上ZX和YX也保有±1%的靈敏度。這三組數(shù)據(jù)給測(cè)量的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度做了保證。在保證元件測(cè)量的優(yōu)異性能后，ADXL100X采用單電源供電并做到了1.0mA的低功耗，并提供了具備快速恢復(fù)的省電待機(jī)操作模式。兼顧靈敏度和功耗的工業(yè)應(yīng)用加速度計(jì)不少見，但能做到這個(gè)水平的還是少數(shù)。

ST IISXXX系列

ST的MEMS加速度計(jì)嵌入了一些用于運(yùn)動(dòng)和加速度檢測(cè)的有用功能，包括自由落體、喚醒、單次/兩次輕擊識(shí)別、活動(dòng)/不活動(dòng)檢測(cè)以及6D / 4D方向，加速度量程覆蓋±400g。

IISXXX系列同樣是針對(duì)工業(yè)應(yīng)用開發(fā)的加速度計(jì)系列。這個(gè)系列在功耗上絕對(duì)是首屈一指的，這些特性包括低功耗模式、自動(dòng)喚醒功能和可用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的FIFO緩存，從而降低了主處理器負(fù)載和系統(tǒng)功耗。

（圖源：ST）

系列下的IIS2ICLX是2軸線性加速度計(jì)，這個(gè)型號(hào)噪聲極低，僅為15μg/Hz，能夠在極端溫度和重復(fù)使用環(huán)境下保持高精度和可靠性。因?yàn)槠鋬?nèi)嵌了補(bǔ)償機(jī)制，所以在不同的溫度條件下仍然能保持出色的穩(wěn)定性。既然說這整個(gè)系列是低功耗的代表，那么功耗到底有多低呢？IIS2ICLX的電流消耗僅有0.42mA，通過2軸提供全部性能。值得一提的是該系列的可編程機(jī)器學(xué)習(xí)內(nèi)核集成了人工智能算法，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)級(jí)功耗。

而IIS2DLPC則是這個(gè)系列里超低功耗的3軸加速度計(jì)，具有用戶可選擇的±2g/±4g/±8g/±16g滿標(biāo)度，并能夠以1.6 Hz至1600 Hz的輸出數(shù)據(jù)速率測(cè)量加速度。IIS2DLPC搭載了動(dòng)態(tài)地從超低功耗到高性能高分辨率的操作模式。不同模式下功耗都處于同系列產(chǎn)品的最低值，在power-down模式下，電流消耗僅有50nA，有源低功耗模式下低于1μA，高性能模式下也僅僅只有120μA。工業(yè)級(jí)別的加速度計(jì)能把功耗控制在μA級(jí)，這個(gè)系列可以說是獨(dú)一檔。

小結(jié)

在保證器件精度的前提下，低功耗成了各廠商比拼的重點(diǎn)。但不管是工業(yè)應(yīng)用還是消費(fèi)類電子應(yīng)用，在選擇加速度計(jì)時(shí)并不是功耗越低就越好，要觀察每一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，尤其是帶寬和采樣速率。

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